【正文】 王路 成 績(jī) 2022 年 6 月 30 日 / 51摘 要經(jīng)典啤酒口味新鮮、酒花香味突出、泡沫潔白細(xì)膩并且營(yíng)養(yǎng)豐富，是人們所喜愛的飲料之一。隨著人們健康意識(shí)的增加，啤酒消費(fèi)將出現(xiàn)熱潮。 本設(shè)計(jì)對(duì) 15 萬(wàn)噸 12176。并對(duì)啤酒廠主要設(shè)備的體積，外形尺寸，壁厚，附件及重點(diǎn)設(shè)備煮沸鍋進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。在降低能耗、減少水污染、啤酒糟的回收與利用等方面進(jìn)行了探討研究。 light beer and also Production material balance, Glycosylated section heat balance, Calculation of consumption of cold on fermentation section， Water balance were carried on. The brewery of the volume of the major equipment, profile size, area, the thickness of cylinder, attachment, the major equipment of Boiling Pot has been designed and method of Glycosylated use doubleinfusion mashing syetem.. The reducion of power consumption,.water pollution, recovery and utilization of brewer39。 Technology demonstration。 Heat balance calculate。啤酒的酒精度低、營(yíng)養(yǎng)豐富并且有益于人的身體健康，因而有“液體面包”之美稱，受到眾人的喜愛。公元前 3000 年左右，古埃及人就已經(jīng)開始使用啤酒和葡萄酒來(lái)作為飲料。18 世紀(jì)后期，由于歐洲資產(chǎn)階級(jí)的興起和產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展，使得科學(xué)技術(shù)取得了極大的進(jìn)步，啤酒工業(yè)開始從手工業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為大規(guī)模機(jī)械生產(chǎn)模式。19 世紀(jì)末，帝國(guó)主義的侵略我國(guó)，我國(guó)啤酒產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)入市場(chǎng)消費(fèi)模式。50~60 年代，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇與發(fā)展，政府開始斥資興建啤酒廠，我國(guó)啤酒工業(yè)初具規(guī)模。2022 年，世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)“復(fù)蘇疲弱”狀態(tài)，中國(guó)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)情況同樣受到影響，從而使我國(guó)的釀酒行業(yè)進(jìn)入了調(diào)整期。至 2022 年，中國(guó)啤酒產(chǎn)業(yè)進(jìn)入發(fā)展的重要時(shí)期，是由成長(zhǎng)期進(jìn)入成熟期的關(guān)鍵時(shí)期 [2]。 雖然采用了一些監(jiān)控設(shè)備，但其控制簡(jiǎn)單、可視性差，不能良好地完成對(duì)啤酒生產(chǎn)過程的控制，使得所生產(chǎn)的啤酒產(chǎn)品質(zhì)量不高。啤酒釀造設(shè)備也在不斷完善，從而啤酒產(chǎn)量及品質(zhì)更加完善。P 經(jīng)典啤酒糖化車間的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)設(shè)備為煮沸鍋。并對(duì)重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型。 啤酒的種類啤酒是全世界分布最廣，也是歷史最悠久的酒精性飲料，啤酒酒精含量低、營(yíng)養(yǎng)豐富、有益于人的健康，因而有“液體面包”之美稱，受到眾人的喜愛。啤酒品種很多，一般可根據(jù)生產(chǎn)方式、產(chǎn)品濃度、啤酒的色澤、殺菌種類、啤酒的包裝容器、啤酒發(fā)酵所用的酵母菌等種類來(lái)分類。主要的度數(shù)有 111118 度啤酒。2. 根據(jù)啤酒色澤分類（1）淡色啤酒：色度在 514EBC 之間。淺色啤酒又分為淺黃色啤酒、金黃色啤酒。金黃色啤酒口味清爽而醇和，酒花香味也突出。濃色啤酒麥芽香味突出、口味醇厚、酒花苦味較清。黑色啤酒麥芽香味突出、口味濃醇、泡沫細(xì)膩。鮮啤酒味道鮮美但易變質(zhì)，保質(zhì)期僅為7 天左右。啤酒保質(zhì)期為 120 天。（2）廠址選擇需要符合國(guó)家現(xiàn)行土地管理及環(huán)境保護(hù)法的相關(guān)規(guī)定，應(yīng)充分利用該地區(qū)的有利條件，例如人力、物力、財(cái)力及自然資源。（3）廠址選擇應(yīng)處于交通便利的地方，使企業(yè)接近原料、產(chǎn)地及消費(fèi)區(qū)，降低企業(yè)成本；使得總體經(jīng)濟(jì)效益提高，提升企業(yè)水平。通常包括以下 10 項(xiàng)： （1）地理位置及廠址環(huán)境 說明廠址所在地理圖上的坐標(biāo)、海拔高度；行政歸屬及名稱；廠址近鄰距離與方位（包括城鎮(zhèn)、河流、鐵路、公路、工礦企業(yè)及公共設(shè)施等） ，并附上比例 1：50000 的地理位置圖及廠址地形測(cè)量圖。 （3）廠址地質(zhì)與氣象 說明土壤類型、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水位及廠址地區(qū)全年氣象情況。 （4） 土地征用及遷民情況 說明土地征用有關(guān)事項(xiàng)、居民遷居的措施等。 （6）原材料、燃料情況 說明其產(chǎn)地、質(zhì)量、價(jià)格及運(yùn)輸、貯存方式等。 （8） 供熱供電條件 說明依據(jù)地區(qū)熱電站能力及供給方式，提出所建廠必須采取的供熱供電方式及協(xié)作關(guān)系問題。 （10） 環(huán)保工程及公共設(shè)施 說明廠址的衛(wèi)生環(huán)境和投產(chǎn)后對(duì)地區(qū)環(huán)境的影響，提出三廢處理與綜合利用方案及地區(qū)公共福利和協(xié)作關(guān)系的可利用條件等。龍江縣位于黑吉蒙三省區(qū)交匯處、齊齊哈爾市西部、雅魯河畔，地處大興安嶺南麓與松嫩平原過渡地帶，西鄰內(nèi)蒙古自治區(qū)，距齊齊哈爾市 72 公里，距滿洲里市 600 公里。在這里建廠，原因有以下幾個(gè)方面：第一：市場(chǎng)廣闊。第二：勞動(dòng)力資源豐富。年平均氣溫℃，℃，℃；最熱月平均氣溫 ℃，極端最高氣溫達(dá) ℃。年平均溫度 55%，最小相對(duì)濕度為 0%。全年日照 小時(shí)，占可照時(shí)數(shù)的 %。年平均蒸發(fā)量 毫米，大于等于 10℃活動(dòng)積溫平均在 ℃。龍江縣內(nèi)流域面積 100 平方公里以上的河流主要有嫩江、雅魯河、濟(jì)沁河、綽爾河、罕達(dá)罕河等 29 條，總長(zhǎng)度 公里。全縣地表、地下水資源總量 億立方米，目前可利用利用水量為 億立方米，實(shí)際年利用量為： 億立方米占水資源總量的 %。采用開采量系數(shù)計(jì)算的可開采量為 億 m3/a。4 / 51第 2 章 工藝選擇及論證 啤酒生產(chǎn)工藝流程啤酒生產(chǎn)分為兩大部分：麥芽制造和啤酒釀造。隨著建廠規(guī)模的擴(kuò)大，新建啤酒廠往往不再建麥芽車間，而是由專門的麥芽廠商供應(yīng)，這樣可降低成本、便于管理。將5 / 51大麥在人工控制的外界條件下進(jìn)行發(fā)芽和干燥的過程，即為麥芽制造，簡(jiǎn)稱“制麥” 。綠麥芽經(jīng)干燥后稱干麥芽。麥芽應(yīng)有一定的顏色及光澤，如淺色麥芽，與大麥一樣應(yīng)具有淡黃色而有光澤，深色麥芽，應(yīng)呈琥珀色、深褐色且有光澤。使其發(fā)暗。 大米大米是最常用的輔助原料。大米淀粉含量高，蛋白質(zhì)、多酚類物質(zhì)、脂肪含量較麥芽低。大米中，淀粉含量比大麥、玉米高出 10%~20%，蛋白質(zhì)含量比兩者低 3%左右，使用大米代替部分麥芽，可以提高發(fā)酵醪糖濃度并減少含氮組分。 酒花酒花是釀制啤酒的一種貴重原料，它可以賦予啤酒特殊的清香和適口的苦味，可增加啤酒的防腐能力，并有利于啤酒泡沫的持久性。（1）酒花樹脂酒花樹脂是啤酒苦味的主要來(lái)源，主要成分是 α–酸和 β–酸以及其氧化產(chǎn)物。酒花油一直被認(rèn)為是酒花香味的主要來(lái)源。低分子的多酚對(duì)啤酒是有益的，可以增加啤酒的醇厚性，但是氧化了的高分子多酚則會(huì)導(dǎo)致啤酒風(fēng)味生硬粗糙。6 / 51 釀造用水啤酒的主要成分是水，所以水的好壞對(duì)啤酒的影響很大。質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合啤酒大麥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。淡色啤酒用水要求為：無(wú)色，無(wú)臭，透明，無(wú)浮游物，味純正，無(wú)生物污染；硬度低；鐵、錳含量低（含量高對(duì)啤酒的色、味有害，而且能引起噴涌現(xiàn)象） ；不含亞硝酸鹽。糖化一般分為浸出糖化法和煮出糖化法兩大類，本次工藝主要采用浸出糖化法中的雙醪浸出糖化法。由于只有部分醪液進(jìn)行煮沸，胚乳細(xì)胞壁的高分子麥膠物質(zhì)及其他雜質(zhì)溶出較少，所制麥汁色澤淺，粘度低，口味柔和，發(fā)酵度高，特別適合釀造淺色淡爽型啤酒喝干啤酒；而且操作簡(jiǎn)單，糖化時(shí)間短。為了提高日糖化批次以達(dá)到增產(chǎn)的目的, 糖化方法應(yīng)采用雙醒浸出法比較合理, 它結(jié)合了傳統(tǒng)“煮出法” 和“浸出法” 兩方面的特點(diǎn), 僅對(duì)輔料進(jìn)行一次煮沸, 兌醒后全部采用浸出法步驟, 工藝過程較簡(jiǎn)單, 操作也易于控制, 在原有的一個(gè)糊化鍋和一個(gè)糖化鍋設(shè)備條件下, 只需要增加一個(gè)糖化鍋, 同時(shí), 加強(qiáng)麥汁過濾和煮沸的能力, 日糖化批次就可以提高一倍, 生產(chǎn)設(shè)備的利用率和靈活性均有所提高 [1]。因此, 淀粉糊化須在一定濃度下才能順利的進(jìn)行,淀粉濃度越低,淀粉與耐高溫一淀粉酶的接觸越好,7 / 51糊化效果也越好 [3]。輔料采用較大加水比進(jìn)行糊化，并盡可能利用外加 淀粉酶，協(xié)助糊化、液化，避免添加過多的麥芽，在糊化煮沸時(shí)，促進(jìn)皮殼溶解?和形成焦糖、類黑精。經(jīng)糊化后的大米醪與麥芽醪混合后，直接經(jīng)過 68℃保溫 30min，升溫到 78℃保溫 15min 到過濾溫度，然后過濾。在最短的時(shí)間內(nèi)盡可能獲得多的澄清麥汁。過濾控制不當(dāng)，不僅影響到最終麥汁產(chǎn)量，而且會(huì)給啤酒的泡沫、風(fēng)味、非生物穩(wěn)定性等帶來(lái)不良的影響。（2）依靠泵送醪的正壓力為推動(dòng)力的壓濾機(jī)法。本設(shè)計(jì)采用壓濾法：板框式壓濾機(jī)是由容納糖化醪的框和分離麥汁的濾布及收集麥汁的濾板各若干組組成過濾元件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成。糖化醪過濾多采用過濾糟進(jìn)行間歇操作，包括：過濾槽預(yù)熱、進(jìn)醪、靜置、打回流、過濾得頭號(hào)麥汁、洗糟得洗滌麥汁。煮沸時(shí)間過長(zhǎng)影響啤酒口感，通過優(yōu)化煮沸條件，同樣可以達(dá)到啤酒的口感標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)減少能量損失，滿足工藝要求 [4]。本設(shè)計(jì)采用列管加熱器加熱，內(nèi)加熱器由于結(jié)構(gòu)緊湊，不需要?jiǎng)恿?，有利于?jié)省蒸汽耗量，還省去了其他外加熱器的附件，節(jié)省了成本投資。9 / 51（2）糊化過程是：糊化是在 ℃恒溫 20min，加熱到 70℃保溫 20min，再加熱到 104℃煮沸 ：在 ℃保溫 30min 進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，對(duì)醪加熱到糖化溫度 68℃，恒溫 60min 再加熱到 78℃結(jié)束糖化過程。大米糊化溫度高，若直接與麥芽一起糊化會(huì)造成大米糊化不完全，大米浸出率下降，浪費(fèi)原料等。由于麥芽糖化力和粉碎度的因素，麥芽糖化宜采用分段式糖化方法：首先， 在 ℃進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，目的是減少高分子氮比例，限制蛋白質(zhì)過度分解。 麥汁后處理由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進(jìn)入發(fā)酵以前還需要進(jìn)行一系列處理，包括：熱凝固物分離，冷凝固物分離、冷卻、充氧等系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁。分離：本設(shè)計(jì)采用回旋沉淀槽分離熱凝固物。麥汁冷卻發(fā)酵接種溫度后，接觸氧，此時(shí)氧化反應(yīng)微弱，氧在麥汁中呈溶解態(tài)，它是酵母前期發(fā)酵繁殖必需的。根據(jù)上表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)首先進(jìn)行 100kg 原料生產(chǎn) 12176。經(jīng)典啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行 150000t/a 啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。P 經(jīng)典啤酒的物料衡算（1）熱麥汁量 根據(jù)表 41 可得原料收率分別為： 麥芽收率為： （100－6）247。100=% 混合原料收得率為： [%+%]%=%由上述可得 100kg 混合原料可制得的 12176。12）100=又知 12176。）=（2） 添加酒花量： %=（3） 冷麥汁量為： 12 / 51 （1－）=（4） 發(fā)酵成品液量： （1－）=（5） 清酒量（過濾）為：（1－）=（6） 成品啤酒量為： （1－）= 生產(chǎn) 100L12176。成品啤酒 ，故可得出下述結(jié)果：生產(chǎn) 100L12176。）100=麥芽耗用量： 75%=大米耗用量： －=酒花用量為 對(duì)經(jīng)典啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為 %，故酒花耗用量為： （）100%=（5） 熱麥汁量為： （）100=（6） 冷麥汁量為： （）100=（7） 濕糖化糟量： 設(shè)排出的濕麥糟水分含量為 80%，則濕度糟量為：[（1－） （100－75）/（100－80）]=濕大米糟量：[（1―） （100―95）/（100－80）]=濕糖化糟量： +=酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為 40%，且酒花糟水分含量為 80%，則酒花糟量為：[（100―40）/（100―80）]=（9）發(fā)酵成品液量：（）100=13 / 51（10）清酒量： （）100= 150000t/a 12176。旺季每天糖化數(shù)為 6 次，淡季每天生產(chǎn)次數(shù)為 4 次，則全年糖化次數(shù)為：1706+1304=1540計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。1054= t/次則糖化一次定額量： 1012=18366L（1）混合原料量：(18366/)100=18366kg（2）麥芽耗用量：18336 75%= 大米耗用量：18366－=（3）煮沸后熱麥汁量：（）18366=106354L（4）冷麥汁量：（）18366=102101L（5）發(fā)酵液總量：（）18366=101079L（6）清酒產(chǎn)量：（）18366=100069L（7）酒花耗用量：（）18366%=（8）濕糖化糟量：濕麥糟量為：[（1－） （100－75）/（100－80）]=16185kg濕大米糟量為：[（1―） （100―95）/（100－80）]=14 / 51故濕糖化糟量為： 16185+=（9）酒花糟量：[（100―40）/（100―80）]= 把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物料衡算表：如表 32 所示。P 經(jīng)典啤酒糖化一次定額量150000t/a 啤酒生產(chǎn)混合原料 Kg 100 18366 28283640麥芽 Kg 75 20755350大米 Kg 25 7070910酒花 Kg 327558熱麥汁 L 106354 163785160冷麥汁 L 102101 1572355